高通Audio Hal学习笔记（1）结构体的关系

  • 1. Audio Hal的标准接口相关的结构体
  • 1.1 Module相关的结构体
  • 1.1.1 HAL_MODULE_INFO_SYM
  • 1.1.2 struct audio_module
  • 1.1.3 struct hw_module_t
  • 1.1.4 struct hw_module_methods_t
  • 1.2 Device相关的结构体
  • 1.3 Stream相关的接口
  • 2 高通针对接口的扩展
  • 2.1 audio_device结构体
  • 2.1.1 audio_device
  • 2.1.2 audio_hw_device
  • 2.1.3 snd_card
  • 2.1.4 usecase_list
  • 2.2 stream_out，stream_in
  • 2.3 struct audio_usecase
  • 2.3.1 union stream_ptr stream
  • 2.3.2 audio_usecase_t id, usecase_type_t type
  • 3 Audio Hal的结构图


以下以高通的开源代码codeaurora.org分析，版本: lito LA.UM.8.13.r1-08500-SAIPAN.0 下载的方式： repo init -u git://codeaurora.org/platform/manifest.git -b
release -m LA.UM.8.13.r1-08500-SAIPAN.0.xml
–repo-url=git://codeaurora.org/tools/repo.git --repo-branch=caf-stable

1. Audio Hal的标准接口相关的结构体

1.1 Module相关的结构体

在audio_hw.c中我们可以看到如下定义

static struct hw_module_methods_t hal_module_methods = {
    .open = adev_open,
};

struct audio_module HAL_MODULE_INFO_SYM = {
    .common = {
        .tag = HARDWARE_MODULE_TAG,
        .module_api_version = AUDIO_MODULE_API_VERSION_0_1,
        .hal_api_version = HARDWARE_HAL_API_VERSION,
        .id = AUDIO_HARDWARE_MODULE_ID,
        .name = "QCOM Audio HAL",
        .author = "The Linux Foundation",
        .methods = &hal_module_methods,
    },
};

1.1.1 HAL_MODULE_INFO_SYM

当AudioFlinger加载AudioHal库之后会找到这个符号，获得audio_module这个结构。每一个Hal必须要有这个符号。
hal_module_methods: 这个结构比较明显是提供一个open的回调函数, 猜测应该是用来打开Hal, 初始化Hal, 获取更多的接口

1.1.2 struct audio_module

内部只有audio_module这个结构，从结构体的描述我们知道，结构体必须以hw_module_t开始，之后可以是模块特有的信息。这样可以用来保证 HAL_MODULE_INFO_SYM 和 common的地址相同，方便通过指针做互相转化。

struct audio_module {
	struct hw_module_t common;
};

1.1.3 struct hw_module_t

这个是标准Hal的接口，用于提供这个Hal的描述以及最基本的接口，关于内部成员的含义可以参考结构体声明部分的注释。

typedef struct hw_module_t {
		uint32_t tag;
		uint16_t module_api_version;
		uint16_t hal_api_version;
		const char *id;
		const char *name;
		const char *author;
		struct hw_module_methods_t* methods;
	}

1.1.4 struct hw_module_methods_t

这里面只有一个open函数, 比较明显是传入获取的module，返回一个struct hw_device_t结构体指针。

int (*open)(const struct hw_module_t* module, const char* id,
                      struct hw_device_t** device);

1.2 Device相关的结构体

在AudioHal中会出现很多device的概念，比较容易混淆，其中这里的device我们可以理解为一个声卡设备。
audio_hw_device包含两部分，struct hw_device_t common这个是标准Hal的一个接口，放在了结构体的最前面。也是为了指针转化。接下来的是Audio Hal特有的接口，都是回调函数:
比较重要的是控制输入输出流的接口。其中通过open_output_stream的声明我们可以猜到，用来返回一个struct audio_stream_out结构体指针，这个结构体用来控制播放流。

struct audio_hw_device {

    struct hw_device_t common;

    uint32_t (*get_supported_devices)();
    int (*get_microphones)();
    int (*init_check)();

    int (*create_audio_patch)();
    int (*release_audio_patch)();
    int (*get_audio_port)();
    int (*set_audio_port_config)();

    int (*set_voice_volume)();
    int (*set_master_volume)();
    int (*get_master_volume)();
    int (*set_mic_mute)();
    int (*get_mic_mute)();
    int (*set_master_mute)();
    int (*get_master_mute)();

    int (*set_mode)();
    int (*set_parameters)()
    char * (*get_parameters)();
    size_t (*get_input_buffer_size)();

    int (*open_output_stream)();
    void (*close_output_stream)();
    int (*open_input_stream)();
    void (*close_input_stream)();

    int (*dump)();

1.3 Stream相关的接口

audio_stream_out，audio_stream_in
我们这里的流指的是一个具体的pcm数据流，与AudioFlinge的播放/录音线程相对应。
有两个结构体: audio_stream_out, audio_stream_in
两个结构体都以同一个结构体开头，struct audio_stream common，原因与上面的描述基本相同。
以audio_stream_out为例，内部都是回调函数的指针，其中比较重要指针包括start, stop， write等接口具体的接口可以参考结构体的声明。

2 高通针对接口的扩展

2.1 audio_device结构体

2.1.1 audio_device

是对audio_hw_device的扩展，类似与继承的概念。用来描述整个Audio Hal也就是整个声卡。结构体只有一处定义adev，在接口adev_open处分配空间。因为 audio_device audio_hw_device hw_device_t 结构体指针相同。在之后的操作中有很多接口之间的转化。
audio_device结构体太大，下面只列出来几个比较重要的成员:

struct audio_device {
    struct audio_hw_device device;

    int snd_card;

    struct listnode usecase_list;

    struct mixer *mixer;
    struct audio_route *audio_route;

    struct voice voice;
    void *platform;
};

2.1.2 audio_hw_device

audio hal的标准接口，放在了audio_device最前面。保证结构体指针相同。
这样当AudioFligner传入一个struct audio_hw_device dev指针(通过open获取)，我们就可以把dev转化为struct audio_device

2.1.3 snd_card

即声卡的ID，也就是ALSA设备中声卡的ID。audio_device可以理解为对声卡的抽象。

2.1.4 usecase_list

对Audio Hal最重要的应该是PCM数据流。在audio_device中的struct listnode usecase_list链表中保存了pcm流的信息。

struct audio_device {
    struct audio_hw_device device;

    int snd_card;

    struct listnode usecase_list;

    struct mixer *mixer;
    struct audio_route *audio_route;

    struct voice voice;
    void *platform;
};

2.2 stream_out，stream_in

这两个结构体是对audio_stream_out, audio_stream_in的扩展。用来描述一个PCM数据流。
其中有个成员 int pcm_device_id，代表了一个ALSA中的PCM设备的ID。我们就可以理解：
AudioPolicy中的output，AudioFlinger中的Thread，AudioHal的Stream，Alsa的PCM设备都是一一对应的。都是对同一个PCM数据流的抽象。
之后，我们会重点分析一下这个两个结构体。

2.3 struct audio_usecase

这个结构体是对stream_out，stream_in进一步的抽象。特殊的场景，没有PCM设备的场景也会创建一个usecase，例如通话。为了可以对硬件统一操作，防止各种场景下硬件访问的冲突。
其中audio_usecase是在start_output_stream函数中创建的，在stop中清除。所以它一般用来表示正在运行或者stanby状态的流。

struct audio_usecase {
	    struct listnode list;
	    audio_usecase_t id;
	    usecase_type_t  type;
	    audio_devices_t devices;
	    snd_device_t out_snd_device;
	    snd_device_t in_snd_device;
	    struct stream_app_type_cfg out_app_type_cfg;
	    struct stream_app_type_cfg in_app_type_cfg;
	    union stream_ptr stream;
	};

2.3.1 union stream_ptr stream

联合体中保存着stream_out或stream_in的指针。可以通过use_case->stream.out操作stream_out结构体。

union stream_ptr {
		struct stream_in *in;
		struct stream_out *out;
		struct stream_inout *inout;
	};

2.3.2 audio_usecase_t id, usecase_type_t type

usecase的类型，根据AudioPolicy中output的类型获得

3 Audio Hal的结构图

Android 组装音频buffer android.hardware.audio@2.0_回调函数